Hướng dẫn giải bài 37. Hiện tượng bề mặt chất lỏng SGK Vật Lý 10. Nội dung bài đọc 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Trang 202 203 SGK Vật Lý 10 Túi bao gồm đầy đủ lý thuyết, bài toán và bài tập, và The các công thức, định lý, câu hỏi trong SGK được đính kèm giúp học sinh học tốt Vật Lý 10 và chuẩn bị cho kỳ thi tốt nghiệp THPT quốc gia.
Lý thuyết
i – sức căng bề mặt của chất lỏng
Sức căng bề mặt tác dụng lên một đường mảnh bất kỳ trên bề mặt chất lỏng luôn có phương vuông góc với đoạn thẳng này và tiếp tuyến với mặt chất lỏng, đồng thời có phương làm giảm diện tích bề mặt của chất lỏng và độ lớn f của nó là tỉ lệ thuận với độ dài l đoạn đó.
Ta có: $f = σl$ trong đó σ là hệ số sức căng bề mặt tính bằng Newton trên mét (n/m).
Giá trị của σ phụ thuộc vào bản chất của chất lỏng và nhiệt độ; σ giảm khi nhiệt độ tăng.
ii – Độ dính ướt. Hiện tượng không thấm ướt
Nếu thành chai bị ướt, bề mặt của chất lỏng gần thành chai sẽ bị kéo lên một chút, tạo thành mặt khum lõm.
Nếu thành bình không bị ướt, mực chất lỏng gần thành bình sẽ bị kéo xuống một chút, tạo thành mặt khum lồi.
iii – Tính mao dẫn
Hiện tượng mực chất lỏng trong ống có đường kính nhỏ luôn dâng lên hoặc hạ xuống thấp hơn mực chất lỏng bên ngoài ống gọi là hiện tượng mao dẫn.
Các ống trong đó xảy ra hoạt động mao dẫn được gọi là mao quản.
Câu hỏi (c)
1. Trả lời câu c1 tr.198 Vật lý 10
Cho biết hình tròn có diện tích lớn nhất trong các hình có cùng chu vi. Hãy chứng minh rằng bề mặt của màng xà phòng còn sót lại trên giá dây đồng đã co lại để giảm thiểu diện tích của nó.
Trả lời:
Giả sử rằng màng bọt bao phủ toàn bộ diện tích khung dây đồng, thì diện tích bề mặt bọt là tối đa.
Nếu vòng chỉ tăng diện tích thì diện tích còn lại của màng nước xà phòng sẽ giảm.
Khi vòng chỉ là hình tròn – phần có diện tích lớn nhất – thì phần màng xà phòng còn lại có diện tích nhỏ nhất.
Sức căng bề mặt tác dụng lên cuộn dây chỉ có một hướng nên cuộn dây chỉ có dạng hình tròn, màng xà phòng cũng co lại theo đó, giảm diện tích đến mức tối thiểu.
2. Trả lời câu c2 tr.199 Vật lý 10
Theo công thức \(\sigma = \dfrac{{{f_c}}}{{2\pi d}}\) cho hệ số căng bề mặt \( \sigma ) .
Trả lời:
Ta có: \(\sigma = \dfrac{{{f_c}}}{{2\pi d}}\)
Có: \(2\pi d\) là chiều dài ranh giới của màng xung quanh vòng.
Nếu chúng ta chọn độ dài đường biên này là 1m thì \(\sigma = f_c\)
⇒ \(\sigma \) biểu thị sức căng bề mặt (n/m) tác dụng lên 1 đơn vị chiều dài của ranh giới màng
3. Trả lời câu c3 tr.199 Vật lý 10
Từ kết quả thí nghiệm ở Hình 37.3, hãy tính:
– tổng sức căng bề mặt của nước tác dụng lên vành v.
\({f_c} = f – p\)
-Tổng chu vi trong và ngoài của vòng v:
\(l = \pi \left( {d + d} \right)\)
– Trị số sức căng bề mặt của nước:
\(\sigma = \dfrac{{{f_c}}}{{\pi \left({d + d} \right)}})
Trả lời:
\(\dfrac{{\delta l}}{{{l_0}}}\) được gọi là độ dãn dài tương đối của một thanh rắn khi nhiệt độ tăng.
Từ công thức \(\alpha = \dfrac{{\delta l}}{{{l_0}\delta t}}\) ta thấy rằng khi \(\delta t = { 1^o}c\) Khi đó \(\alpha = \dfrac{{\delta l}}{{{l_0}}}\), nghĩa là giá trị của hệ số giãn dài bằng nhau nhiệt độ tăng 1 độ.
4. Trả lời câu c4 trang 200 Vật lý 10
Lấy hai tấm kính, một để trần và một bọc nylon. Đặt một giọt nước trên bề mặt của mỗi tấm. Xem bên nào bị nước làm ướt? Phiên bản nào không ướt?
Trả lời:
Tấm thủy tinh không tráng phủ bị nước làm ướt.
Các tấm kính phủ nylon sẽ không bị thấm nước.
5. Trả lời câu c5 trang 200 Vật lý 10
Đổ nước vào cốc nhẵn. Quan sát xem mặt nước sát mép cốc là mặt phẳng hay mặt khum?
Trả lời:
Mặt nước gần mép kính có một mặt khum lõm.
6. Trả lời câu c6 trang 201 Vật lý 10
So sánh mực nước trong các ống thủy tinh với nhau và với mực nước bên ngoài ống.
Trả lời:
Đường kính trong của ống càng nhỏ thì mực nước bên trong ống càng cao so với mặt nước bên ngoài ống h3>; h2> h1.
Câu hỏi và bài tập
Dưới đây là hướng dẫn giải Trang 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 trang 202 203 SGK Vật Lý 10 đầy đủ và ngắn gọn nhất. Nội dung chi tiết các câu hỏi và bài tập (đáp án) như sau:
❓
1. Giải bài 1 trang 202 Vật lý 10
Mô tả lực căng bề mặt của chất lỏng. Chỉ rõ phương và chiều của lực căng bề mặt?
Trả lời:
Khi vừa chọc thủng màng xà phòng trong cuộn dây, màng xà phòng còn lại trong khung dây đã tự co lại, giảm diện tích đến mức tối thiểu, đồng thời tác dụng lực căng lên cuộn dây. Hướng vuông góc với vòng lặp, làm cho vòng lặp tròn. Những sức căng này được gọi là sức căng bề mặt của chất lỏng.
Sức căng bề mặt của chất lỏng có phương tiếp tuyến với mặt thoáng và vuông góc với đường giới hạn của mặt thoáng tự do, theo một phương sao cho lực có tác dụng làm giảm diện tích mặt thoáng của chất lỏng, là độ lớn: $f = .l$
Ở đâu là hệ số căng bề mặt (n/m)
2. Giải bài 2 trang 202 Vật lý 10
Trình diễn thí nghiệm xác định sức căng bề mặt của chất lỏng bằng cách kéo một vòng kim loại ra khỏi mặt chất lỏng.
Trả lời:
– Một khung dây mảnh (có gắn một vòng dây có hình dạng bất kỳ) được ngâm trong nước xà phòng. Sau đó, nhẹ nhàng nhấc khung dây lên để tạo thành một lớp màng xà phòng trên bảng khung dây và chọc thủng màng xà phòng ở giữa vòng để quan sát hình dạng của nó.
-Khi chỉ chọc thủng màng xà phòng trong vòng dây thì màng xà phòng còn lại trong khung dây đã co lại, giảm diện tích xuống cực tiểu, đồng thời tác dụng lực kéo lên vòng dây, dãn đều theo phương vuông góc với hướng vòng lặp để làm cho vòng lặp tròn. Những sức căng này được gọi là sức căng bề mặt của chất lỏng.
– Kết quả của các thí nghiệm trên và nhiều thí nghiệm khác chứng tỏ lực căng bề mặt của một chất lỏng có phương tiếp tuyến với mặt thoáng và vuông góc với đường giới hạn của mặt thoáng tự do, còn một chiều là lực làm giảm chuyển động tự do. diện tích bề mặt của chất lỏng.
3. Giải bài 3 trang 202 Vật lý 10
Viết công thức xác định độ lớn lực căng bề mặt của chất lỏng. Các yếu tố liên quan đến hệ số căng bề mặt và chất lỏng là gì?
Trả lời:
Lực căng bề mặt tác dụng lên một đoạn thẳng nhỏ bất kỳ trên bề mặt chất lỏng luôn có phương vuông góc với đoạn thẳng đó và tiếp tuyến với bề mặt chất lỏng theo chiều giảm diện tích bề mặt của chất lỏng và độ lớn của f bằng độ dài l của đoạn thẳng.
$f=σl$
σ được gọi là hệ số căng bề mặt, và đơn vị đo là Newton trên mét (n/m). Nó phụ thuộc vào nhiệt độ và tính chất chất lỏng. Khi nhiệt độ của chất lỏng tăng lên, sức căng bề mặt của nó giảm xuống.
4. Giải bài 4 trang 202 Vật lý 10
Nêu tính thấm ướt và không thấm ướt của chất lỏng. Bề mặt của chất lỏng gần thành bình chứa trông như thế nào khi thành bình bị ướt?
Trả lời:
Lấy một mảnh thủy tinh và một chiếc mondo (hoặc thủy tinh tráng nhựa). Thoa một vài giọt nước lên bề mặt. Một bề mặt được cho là bị nước làm ướt nếu các giọt nước trải thành một lớp mỏng trên bất kỳ bề mặt nào. Nếu trên bất kỳ bề mặt nào, một giọt nước co lại và phẳng ra do trọng lực, chúng ta nói rằng bề mặt đó không ẩm ướt.
Bề mặt chất lỏng gần thành bình cong lên cao hơn mặt chất lỏng khi thành bình bị ướt?
5. giải bài tập p5 202 vật lý 10
Mô tả hiện tượng mao dẫn?
Trả lời:
Nhúng ba ống thủy tinh có đường kính trong to nhỏ khác nhau vào một chậu nước. Mực nước bên trong đường ống dâng cao hơn mặt nước bên ngoài đường ống và đường kính của đường ống trở nên nhỏ hơn. Cột nước dâng cao hơn. Nếu nhúng nó vào một xô thủy ngân thì mức thủy ngân trong ống sẽ thấp hơn bề mặt thủy ngân bên ngoài ống. Ống càng nhỏ thì hàm lượng thủy ngân càng thấp.
Vậy hiện tượng mực chất lỏng trong ống có đường kính trong nhỏ dâng lên hoặc hạ xuống dưới mặt lỗ của ống gọi là hiện tượng mao dẫn.
?
1. Giải bài 6 trang 202 Vật lý 10
Phát biểu nào sau đây về lực căng bề mặt của chất lỏng là không đúng?
A. Lực căng bề mặt tác dụng lên một đường nhỏ bất kỳ vuông góc với đường thẳng và tiếp tuyến với bề mặt chất lỏng.
Sức căng bề mặt luôn vuông góc với mặt chất lỏng.
Sức căng bề mặt có chiều làm giảm diện tích bề mặt của chất lỏng.
Độ lớn f của lực căng bề mặt tác dụng lên bất kỳ đoạn thẳng nhỏ nào trên bề mặt chất lỏng tỉ lệ thuận với độ dài l của đoạn thẳng đó.
Giải pháp:
Sức căng bề mặt tác dụng lên bất kỳ đường mảnh nào trên bề mặt chất lỏng luôn vuông góc với đường thẳng và tiếp tuyến với bề mặt chất lỏng.
⇒ Trả lời: b.
2. giải bài tập trang 7 trang 203 sgk vật lý 10
Tại sao kim khâu có thể nổi trên mặt nước khi đặt nằm ngang?
A. Vì kim không bị ướt.
Vì khối lượng riêng của kim nhỏ hơn của nước.
Vì trọng lượng riêng của kim giờ nằm ngang trên mặt nước không thắng được lực Archimedes.
Vì trọng lượng riêng của chiếc kim trên mặt nước ở trạng thái nằm ngang không thắng được lực căng bề mặt của nước tác dụng lên nó.
Giải pháp:
Kim may đặt nằm ngang có thể nổi trên mặt nước vì trọng lượng riêng của kim trên mặt nước không thể thắng được sức căng bề mặt của nước tác dụng lên kim khi kim được đặt nằm ngang.
⇒ Trả lời: d.
3. Giải bài 8 trang 203 Vật lý 10
Phát biểu nào sau đây về sự thấm ướt và không thấm ướt của chất lỏng là không đúng?
A. Khi kính được làm ướt bằng nước, những giọt nước trên bàn kính sẽ lan rộng thành những hình dạng tùy ý.
Vì thủy tinh bị nước làm ướt nên mặt nước gần thành chai thủy tinh tạo thành mặt khum lõm.
Vì thủy tinh không bị thủy ngân làm ướt nên những giọt thủy ngân nhỏ trên bề mặt tấm thủy tinh trở nên tròn, phẳng dưới tác dụng của trọng lực.
Vì thủy tinh không bị thủy ngân làm ướt nên bề mặt của thủy ngân gần thành thủy tinh tạo thành một mặt khum lõm.
Giải pháp:
Bề mặt chất lỏng tiếp giáp với thành bình chứa là mặt khum lõm khi ướt và mặt khum lồi khi ướt ⇒ chọn d.
⇒ Trả lời: d.
4. giải bài tập 9 trang 203 vật lý 10
Tại sao nước mưa không thể lọt qua các lỗ nhỏ trên bạt?
A. Vì bạt bị ướt nước.
Vì tấm bạt sẽ không bị ướt.
Vì sức căng bề mặt của nước ngăn không cho nước đi qua các lỗ của canvas.
Vì tính mao dẫn ngăn không cho nước lọt vào các lỗ trên canvas.
Giải pháp:
Nước mưa không lọt qua các lỗ nhỏ trên tấm bạt vì sức căng bề mặt của nước ngăn không cho nước lọt qua các lỗ nhỏ trên tấm bạt.
⇒ Trả lời: c.
5. giải bài tập trang 10 203 vật lý 10
Tại sao các giọt dầu lơ lửng trong dung dịch rượu hình cầu có cùng khối lượng riêng?
A. Vì lực tổng hợp tác dụng lên giọt dầu bằng không nên diện tích bề mặt của giọt dầu co lại nhỏ nhất tương ứng với diện tích bề mặt của một quả cầu lơ lửng trong dung dịch cồn do hiện tượng sức căng bề mặt.
Vì giọt dầu không chịu tác dụng của lực nào nên diện tích bề mặt của giọt dầu co lại đến một giá trị nhỏ nhất tương ứng với diện tích bề mặt của một quả cầu do hiện tượng căng bề mặt lơ lửng trong dung dịch cồn .
Vì giọt dầu không bị dung dịch cồn làm ướt nên nó lơ lửng trong dung dịch cồn.
Vì sức căng bề mặt của dầu lớn hơn sức căng bề mặt của dung dịch cồn nên nó lơ lửng trong dung dịch cồn.
Giải pháp:
Giọt dầu hình cầu lơ lửng trong dung dịch rượu có khối lượng riêng bằng 0. Do đó, do hiện tượng sức căng bề mặt, diện tích bề mặt của giọt dầu giảm xuống còn giá trị nhỏ nhất tương ứng với diện tích bề mặt của quả cầu lơ lửng trong dung dịch cồn.
Cả hai hình lập phương đều có cùng thể tích và hình lập phương hình cầu có diện tích bề mặt nhỏ nhất. Vì vậy, khi lực tổng hợp tác dụng lên chất lỏng bằng không, sức căng bề mặt làm cho khối lượng của chất có hình cầu sao cho diện tích bề mặt tự do là nhỏ nhất.
⇒ Trả lời: a.
6. giải bài tập trang 11 203 vật lý 10
Đường kính ngoài của bùng binh là 44mm và đường kính trong là 40mm. Trọng lượng của bùng binh là 45 triệu. Lực đẩy vòng ra khỏi bề mặt glixerol ở 20°C là 64,3 mN. Tính sức căng bề mặt của glixerol ở nhiệt độ này.
Giải pháp:
– Khi nâng vòng quay lên thì lực căng bề mặt của glixerol hướng xuống dưới cùng chiều trọng lực với vòng quay p nên ta có một lực làm vòng quay này dịch chuyển ra xa bề mặt glixerol như sau:
\({f_b} = {f_c} + p\)
⇒ Glycerin tác dụng lên sức căng bề mặt của bùng binh:
\({f_c} = {f_b} – p = 64,3 – 45 = 19,3mn\)\(= {19,3.10^{ – 3}}n\)
– Vạch giới hạn bằng tổng chu vi trong và ngoài của bùng binh:
\(l = \pi d + \pi d = \pi \left( {d + d} \right) \)\(= 3.14.\left( { {{ 40.10}^{ – 3}} + {{44.10}^{ – 3}}} \right) = 0,26376\left( m \right)\)
– Áp dụng công thức tính sức căng bề mặt: \({f_c} = \sigma l\)
Ta có hệ số căng bề mặt của glixerin:
\(\sigma = {{{f_c}} \over l} = {{{{19,3.10}^{ – 3}}} \over {0,26376}} = 0,073\ left( {n/m} \right) \)\(= {73.10^{ – 3}}\left( {n/m} \right)\)
7.Giải bài 12 trang 203 Vật lý 10
Một màng xà phòng được phủ lên bề mặt của khung dây đồng mỏng hình chữ nhật, dây đồng dài khoảng 50 mm, được treo thẳng đứng, dây đồng này trượt dễ dàng dọc theo chiều dài của khung (Hình 37.8). Tính trọng lượng p của sợi dây ab sao cho nó ở trạng thái cân bằng. Màng xà phòng có hệ số căng bề mặt σ=0,040 n/m.
Giải pháp:
Ta có: ab = 50 mm; = 0,04 nm/m.
Một sợi dây ab ở trạng thái cân bằng khi trọng lượng của nó bằng lực căng bề mặt fc của màng xà phòng tác dụng lên nó:
\({p = {f_c}\; = \sigma l = \sigma .2.ab = {{0.04.2.50.10}^{ – 3}} = {{4.10}^{ – 3}}n}\)
Trước:
- Giải bài 1 2 3 4 5 6 7 8 9 trang 197 sgk vật lý 10
- Giải 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 trang 209 210 sgk vật lý 10
- Học tốt toán 10
- Học Vật Lý 10
- Học Hóa 10
- Học Sinh 10
- Học tốt ngữ văn 10
- Tìm hiểu Lịch sử 10
- Học tốt Địa lý 10
- Học giỏi tiếng Anh trong 10 năm
- Học Tiếng Anh 10 (Sách dành cho học sinh)
- Học Tin học 10
- Học tốt gdcd 10
Tiếp theo:
Xem thêm:
Trên đây là 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Trang 202 203 SGK Vật Lý 10 hướng dẫn giải bài đầy đủ, ngắn gọn và dễ hiểu. Chúc may mắn với vật lý thứ 10 của bạn!
“Bài tập nào khó, đã có giabaisgk.com”
